多功能MTS-1A型送带机张力变送控制系统的设计

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3.0 牛悦 2024-11-19 4 4 754.35KB 48 页 15积分

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摘要

纺织行业的飞速发展，对服装加工工艺以及生产效率的要求也越来越高。具

体表现在一些高档面料内衣的缝制加工中对松紧带张力的均匀性要求，尺寸精度

的要求。MTS-1A 型送带机是应用在纺织行业，配套于缝制设备上的全自动化设备，

主要用来加工一些高档面料的内衣。本文首先分析了张力变送控制系统关键技术

以及对国内外同类产品进行对比，给出了该系统的设计方案。系统用到了现今流

行的很多技术，硬件以 DSP 为核心的处理器，40MIPS 的运行速度并集成了很多外

设功能；传感器的优良性能及指标奠定了 1000 等分张力分辨率的精度要求，个性

化的操作面板及显示界面；利用自带的 CAN 控制模块实现与上位机通信。软件设

计中采用了 PID 算法，使系统响应快速，性能稳定。同时设计中也进行了一些抗

干扰技术方面的考虑和试验。最后，本文对所做的工作进行了总结，并对产品的

经济性进行了分析，总结了一些用户的反馈意见，提出了以后的研究方向。

通过大量的实验与运行结果表明，本文中设计的张力变送控制系统的技术指

标达到了预期的效果，满足了生产工艺的要求，为我国纺织设备行业的发展弥补

了一份空白。

关键字：CAN 控制模块 PID 算法触力传感器

ABSTRACT

With the prompt development of textile field, the requirements of garment produce

craft and efficiency goes up to a high level. Especially reflect upon the needs of tension

equally feeding and precision of high quality material underwear making.Tape feeder

Mode MTS-1A which used as automatic device for sewing machine attachment,mainly

process advanced textile material of underware. First of all, the article analyze the key

technique of tension control and compared with the same series overseas, which offers

the system design.Adopt popular technics, for example: hardware takes DSP as core

processor, combined many exterior function with 40MIPS processing speed. Division

among 1000 tension of precision need guaranteed by the perfect performance of sensors,

and panel design with personality. With self-provide CAN control-module achieve

communication. Software adopt PID calculation which promised the high-reaction and

stable of the system. Meantime we put anti-jamming into consideration. Finally, the

article grant a summary of the product analysis economical and the feedback of

customers, the future research direction.

Through plenty of experiment and function result, we have the answer that all data

of tension control system just meet our initial anticipation which meet the craft

requirements and make up the vacancy of the textile equipment industrial development

in china.

KEY WORD: CAN control-module, PID calculation,Sensor

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ....................................................... 1

§1.1 MTS-1A 型送带机的应用领域及在行业中的前景 ..................1

§1.2 国内外送带机情况比较及本设计所解决的问题 .................... 1

§1.3 MTS-1A 型送带机的各部分组成及关键技术 ......................2

§1.3.1 送带机的各部分组成 .................................... 2

§1.3.2 系统主要关键技术 ...................................... 5

第二章张力变送及控制系统的设计方案 .................................. 6

§2.1 控制系统的构成与原理 ........................................ 6

§2.2 主要技术指标及参数 .......................................... 7

§2.3 关键技术的解决方案及论证 .................................... 8

§2.3.1 实现高精度的张力分辨率 ................................ 8

§2.3.2 总线通信技术 ......................................... 11

§2.3.3 低噪音，低散热技术 ................................... 14

第三章送带机控制电路设计 ........................................... 15

§3.1 硬件电路的设计 ............................................ 15

§3.1.1 存储器电路设计 ....................................... 15

§3.1.2 掉电保护电路设计 ..................................... 16

§3.1.3 计数器模块电路设计 ................................... 17

§3.1.4 抖料及缠绕报警器电路设计 ............................. 17

§3.2 前向通道的设计 ............................................ 18

§3.2.1 温度检测电路设计 ..................................... 18

§3.2.2 压力检测电路设计 ..................................... 19

§3.3 输出通道的设计 ............................................ 22

§3.4 按键及显示电路设计 ......................................... 24

§3.5 系统通信电路设计 .......................................... 26

§3.6 辅助电路设计 ............................................... 28

§3.6.1 信号开关电路 ......................................... 28

§3.6.2 电源电路 ............................................. 29

§3.6.3 时钟及复位电路 ....................................... 29

§3.7 控制电路抗干扰方面的设计与考虑 ............................ 30

第四章 DSP 软件系统设计 .............................................31

§4.1 软件设计方案 .............................................. 31

§4.2 控制算法的设计 ............................................ 31

§4.3 基于 C语言 DSP 程序设计 .................................... 36

第五章系统的调试与研制总结 ......................................... 42

§5.1 系统的调试 ................................................. 42

参考文献 ............................................................ 44

在读期间公开发表的论文 .............................................. 45

致谢 .............................................................. 46

第一章绪论

§1.1 MTS-1A 型送带机的应用领域及在行业中的前景

随着人们生活水平的不断提高，纺织行业的飞速发展，对服装加工工艺以及

生产效率的要求也越来越高。具体表现在一些高档面料内衣的缝制加工中对松紧

带张力的均匀性要求，尺寸精度的要求。普通的原始手工及简单的加工设备不能

满足现有工艺要求，而且加工缝制速度也极为低下，大大的浪费了人力资源，使

得生产成本非常高。特别是当前的劳动法颁布以来，用工成本大大增加，设备的

高效性显得非常重要。一些国内服装厂家因不能满足这些要求而使得许多国内外

知名品牌内衣的定单流失，虽然国外有相关设备，但因价格昂贵，所以未能得到

普及。

本课题是应国内某缝制设备公司的要求而研发的一种能够解决现有加工工

艺不足和提高生产效率的一种设备。它采用目前流行的微电脑控制技术，具有高

速的数据处理能力，能够自动识别感应压力，自动换档及调节松紧带的张力。相

信设备研发成功并投入使用后，可为服装加工企业赢来大量定单，节省一定的开

支。并为我国的纺织设备行业的发展弥补了一份空白。

§1.2 国内外送带机情况比较及本设计所解决的问题

纵览全球整个纺织设备行业领域中，某些国外发达国家现已经有与我们正在

研制的多功能 MTS-1A 型送带机相似的自动化设备。其中著名厂商主要有日本飞

马、日本大和、澳大利亚 BDS、台湾瑞尔兴。在了解与分析他们的产品之后，觉

得他们的技术水平及功能上真所谓各有千秋。除了具有送带机基本固有的松紧带

张力调节功能外，还具有其它方面的先进技术，主要表现在以下几个方面：

1、日本飞马

具有较高的细分能力，张力分辨率可达 1000 等分，光电感应功能，能够自动

识别布料的进出，具备自动切带功能。

2、日本大和

张力分辨率 1000 等分，个性化的操作界面，小巧的外形，采用空心杯伺服直

流马达，降低了工作时的噪音。

3、澳大利亚的 BDS

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摘要：

摘要纺织行业的飞速发展，对服装加工工艺以及生产效率的要求也越来越高。具体表现在一些高档面料内衣的缝制加工中对松紧带张力的均匀性要求，尺寸精度的要求。MTS-1A型送带机是应用在纺织行业，配套于缝制设备上的全自动化设备，主要用来加工一些高档面料的内衣。本文首先分析了张力变送控制系统关键技术以及对国内外同类产品进行对比，给出了该系统的设计方案。系统用到了现今流行的很多技术，硬件以DSP为核心的处理器，40MIPS的运行速度并集成了很多外设功能；传感器的优良性能及指标奠定了1000等分张力分辨率的精度要求，个性化的操作面板及显示界面；利用自带的CAN控制模块实现与上位机通信。软件设计中采用了PID算...

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